专利名称：冷氢化反应气体热量回收系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多晶硅制备装置技术领域，特别是一种多晶硅制备技术中四氯化硅冷氢化反应气体热量回收系统。
背景技术：
在多晶硅的制备工艺中，为了回收副产的四氯化硅，设置了四氯化硅加氢转化工艺，将四氯化硅转化为多晶硅的原料三氯氢硅，四氯化硅冷氢化工艺是目前四氯化硅加氢转化能耗最低的工艺，四氯化硅冷氢化反应温度一般在500 600°C，压力在I. 5 2. 5Mpa，现在的工艺是将四氯化硅冷氢化反应器出口高温气体用冷氢化反应气体的冷凝液先 进行淬冷降温，然后再分别对冷氢化反应气体进行水冷和冷冻液降温，反应气体的冷凝液一部分作为冷氢化反应气体的淬冷液，其余部分送精馏分离；未冷凝的反应气体返回到冷氢化。由于四氯化硅冷氢化出口气体温度高，直接用水冷来移走热量，不仅未利用反应气体的温度所携带的热量，还将消耗大量冷却水，造成能源和水资源的浪费。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可降低生产能耗的冷氢化反应气体热量回收系统。本实用新型的目的通过以下技术方案来实现冷氢化反应气体热量回收系统，它包括通过管路依次连接的四氯化硅预热器、氢气预热器、淬冷塔、四氯化硅精馏塔釜再沸器、三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器和水冷器，四氯化硅预热器的进气口通过管路与冷氢化反应系统的反应气体排气口连接。所述的四氯化硅精馏塔釜再沸器与三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器之间还连接有四氯化硅和三氯氢硅分离塔釜再沸器。冷氢化反应气体热量回收过程包括以下步骤A、出冷氢化反应系统过滤器后的冷氢化反应气体进入四氯化硅预热器与进入冷氢化的四氯化硅气体换热；B、冷氢化反应气体再进入氢气预热器与进入冷氢化的氢气换热；C、冷氢化反应气体再进入淬冷塔由冷凝的氯硅烷淬冷；D、冷氢化反应气体再进入四氯化硅精馏塔釜再沸器，作为四氯化硅精馏塔釜再沸器的加热热源；E、冷氢化反应气体再进入三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器，作为三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器的加热热源；F、冷氢化反应气体再进入水冷器，由循环冷却水将冷氢化反应气体冷却至40°C。所述的步骤D还包括流出四氯化硅精馏塔釜再沸器的冷氢化反应气体进入四氯化硅和三氯氢硅分离塔釜再沸器，作为四氯化硅和三氯氢硅分离塔釜再沸器的加热热源。本实用新型具有以下优点采用多级换热器，利用冷热物料的温度差，让物料进行多级换热，充分回收四氯化硅冷氢化反应器出口气体的热量，减少装置中循环冷却水和加热热源用量，达到了节能降耗的目的。
图I为采用本实用新型回收冷氢化反应器出口气体热量的流程示意图图2为采用本实用新型另一种结构回收冷氢化反应器出口气体热量的流程示意图图中，I-四氯化硅预热器，2-氢气预热器，3-四氯化硅精馏塔釜再沸器，4-四氯化硅和三氯氢硅分离塔釜再沸器，5-三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器，6-水冷器，7-淬冷塔。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述实施例I 如图I所示，冷氢化反应气体热量回收系统，它包括通过管路依次连接的四氯化硅预热器I、氢气预热器2、淬冷塔7、四氯化硅精馏塔釜再沸器3、三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器5和水冷器6，四氯化硅预热器I的进气口通过管路与冷氢化反应系统的反应气体排气口连接；所述的四氯化硅精馏塔釜再沸器3与三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器5之间还连接有四氯化硅和三氯氢硅分离塔釜再沸器4。下面结合以下工况实例说明本实施例的工作过程冷氢化反应气体流量为566kmol/h，压力为I. 6MPa，温度为550°C。如图I所示,冷氢化反应气体热量回收过程包括以下步骤A、出冷氢化反应系统过滤器后的冷氢化反应气体的流量为566 kmol/h、温度为550°C，所述的冷氢化反应气体进入四氯化硅预热器I与进入冷氢化的四氯化硅气体换热，换热后温度降至280°C ；B、冷氢化反应气体再进入氢气预热器2与进入冷氢化的氢气换热，换热后的冷氢化反应气体温度为230°C ；C、冷氢化反应气体再进入淬冷塔7由冷凝的氯硅烷淬冷，淬冷后气体流量为651kmol/h，温度为 122°C ；D、冷氢化反应气体再进入四氯化硅精馏塔釜再沸器3，作为四氯化硅精馏塔釜再沸器3的加热热源，温度降至95°C ;流出四氯化硅精馏塔釜再沸器3的冷氢化反应气体进入四氯化硅和三氯氢硅分离塔釜再沸器4，作为四氯化硅和三氯氢硅分离塔釜再沸器4的加热热源，温度降至80°C ；E、冷氢化反应气体再进入三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器5，作为三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器5的加热热源，温度降至60°C ；F、冷氢化反应气体再进入水冷器6，由循环冷却水将冷氢化反应气体冷却至40。。。[0032]该实施例中冷氢化反应气体温度在淬冷前由550°C换热到230°C，淬冷后由122°C换热到60°C，节约能量4. 58xl06Kcal/h。与现在的水冷流程相比由550°C换热到60°C，相应节约天然气按热源由天然气提供计720Nm3/h，节约循环冷却水按6°C温差计760t/h。冷氢化反应气体的冷凝液一部分作为冷氢化反应气体的淬冷液，其余部分送精馏分离。实施例2 如图2所示，冷氢化反应气体热量回收系统，它包括通过管路依次连接的四氯化硅预热器I、氢气预热器2、淬冷塔7、四氯化硅精馏塔釜再沸器3、三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器5和水冷器6，四氯化硅预热器I的进气口通过管路与冷氢化反应系统的反应气体排气口连接。下面结合以下工况实例说明本实施例的工作过程冷氢化反应气体流量为566kmol/h，压力为2. 0 MPa，温度为550°C。如图2所示,冷氢化反应气体热量回收系统,它包括以下步骤A、出冷氢化反应系统过滤器后的冷氢化反应气体的流量为566 kmol/h、温度为550°C，所述的冷氢化反应气体进入四氯化硅预热器I与进入冷氢化的四氯化硅气体换热，换热后温度降至280°C ；B、冷氢化反应气体再进入氢气预热器2与进入冷氢化的氢气换热，换热后的冷氢化反应气体温度为230°C ；C、冷氢化反应气体再进入淬冷塔7由冷凝的氯硅烷淬冷，淬冷后气体流量为641kmol/h，温度为 132°C ；D、冷氢化反应气体再进入四氯化硅精馏塔釜再沸器3，作为四氯化硅精馏塔釜再沸器3的加热热源，温度降至90°C ；E、冷氢化反应气体再进入三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器5，作为三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器5的加热热源，温度降至70°C ；F、冷氢化反应气体再进入水冷器6，由循环冷却水将冷氢化反应气体冷却至40。。。该实施例中冷氢化反应气体温度在淬冷前由550°C换热到230°C，淬冷后由132°C换热到70°C，节约能量4. 5xl06Kcal/h。与现在的水冷流程相比由550°C换热到70°C，相应节约天然气按热源由天然气提供计700Nm3/h，节约循环冷却水按6°C温差计750t/h。
权利要求1.冷氢化反应气体热量回收系统，其特征在于它包括通过管路依次连接的四氯化硅预热器(I)、氢气预热器(2)、淬冷塔(7)、四氯化硅精馏塔釜再沸器(3)、三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器(5 )和水冷器(6 )，四氯化硅预热器(I)的进气口通过管路与冷氢化反应系统的反应气体排气口连接。
2.根据权利要求I所述的冷氢化反应气体热量回收系统，其特征在于所述的四氯化硅精馏塔釜再沸器(3 )与三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器(5 )之间还连接有四氯化硅和三氯氢硅分离塔釜再沸器(4)。
专利摘要本实用新型公开了冷氢化反应气体热量回收系统，它包括通过管路依次连接的四氯化硅预热器(1)、氢气预热器(2)、淬冷塔(7)、四氯化硅精馏塔釜再沸器(3)、三氯氢硅与二氯二氢硅分离塔釜再沸器(5)和水冷器(6)，四氯化硅预热器(1)的进气口通过管路与冷氢化反应系统的反应气体排气口连接。本实用新型的有益效果是采用多级换热器，利用冷热物料的温度差，让物料进行多级换热，充分回收四氯化硅冷氢化反应器出口气体的热量，减少装置中循环冷却水和加热热源用量，达到了节能降耗的目的。
文档编号C01B33/03GK202492370SQ20122002056
公开日2012年10月17日 申请日期2012年1月17日 优先权日2012年1月17日
发明者任国明, 刘耀成, 裴锡理, 解晓锋, 蹇守华 申请人:四川耀达科技有限公司